Osvetlenie nočného svetla: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Je čas ísť spať. Vstanete, aby ste na noc vypli svetlá, a potom, čo prepnete vypínač, si uvedomíte, že vás čaká čierna cesta späť do bezpečia vašej postele. Našťastie pre vás boli vynájdené nočné svetlá a ste na správnom mieste, aby ste ich našli! Ale … ako môžete zaspať, keď to otravné nočné svetlo svieti cez noc a osvetľuje vašu izbu? Navyše vás nebaví táto prázdna tma, ktorá spôsobuje, že vaše nočné svetlá zostávajú zapnuté a plytvajú energiou? Ste stále na správnom mieste, pretože máme presne to, čo potrebujete!

Chceme rozjasniť váš život tým, že vám pomôžeme vytvoriť udržateľné nočné svetlo.

V tomto návode vás prevedieme procesom budovania nočného svetla, ktoré sa vypne pomocou časovača. Systém bude schopný rozpoznať, kedy je hlavné svetlo vypnuté, pomocou svetelného senzora, zapnúť svetlo na užívateľsky nastavený čas a vypnúť po uplynutí tohto času. Toto nočné svetlo je iné ako ostatné nočné svetlá, pretože plytvá energiou tým, že zostane rozsvietené, keď spíte a nepotrebujete ho. Tento projekt používa dva typy dosiek, Basys 3 a Arduino, a svetelný senzor.

Tvorcovia: Luke McDaniel, Erik Ramazzini, Monica Negrete, Hayley Young

Krok 1: Materiály a softvér

Materiály

Tréningová rada Basys 3 Artix-7 FPGA

store.digilentinc.com/basys-3-artix-7-fpga…

Arduino Uno Rev3

store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Breadboard

www.amazon.com/Elegoo-EL-CK-002-Electronic…

Rezistor 10k Ω

Rovnaký odkaz ako breadboard

Prepojovacie vodiče

Rovnaký odkaz ako breadboard

Svetelný senzor (mini fotobunka)

www.sparkfun.com/products/9088

Softvér

Vivado HL WebPACK Edition (priložený dokument PDF obsahuje pokyny)

www.xilinx.com/products/design-tools/vivad…

Arduino IDE

www.arduino.cc/en/Main/Software

Krok 2: Architektúra systému

Ďalším krokom je porozumenie architektúre systému. Vytvorili sme diagram čiernej skrinky a stroj konečného stavu (zobrazený vyššie), aby sme zorganizovali štruktúru nášho návrhu pred vstupom do logistiky

Celkový dizajn

Vstupy

Svetelný senzor: určuje množstvo svetla v miestnosti

Výstupy

• Anódy: určuje, ktoré 7-segmentové displeje budú použité
• Segmenty: zobrazuje časovač
• LED: zobrazuje nočné svetelné podmienky ZAPNUTÉ alebo VYPNUTÉ

Arduino

Vstup

Signál svetelného senzora: analógová hodnota množstva svetla v miestnosti

Výkon

Svetelný vstup (1 bit): signál, ktorý určuje svetelný stav miestnosti

Základy 3

Vstup

• Svetelný vstup (1 bit): signál, ktorý určuje svetelný stav miestnosti
• Prepínače
• CLK

Výkon

• Anódy: určuje, ktoré 7-segmentové displeje budú použité
• Segmenty: zobrazuje časovač
• LED: zobrazuje nočné svetelné podmienky ZAPNUTÉ alebo VYPNUTÉ

Krok 3: Hardvér a kód Arduino

Hardvér

Aby sme pochopili kód Arduino, musíme porozumieť hardvéru, s ktorým kód interaguje. Obvod na našej doske obsahuje fotobunku, diódu vyžarujúcu svetlo a niekoľko drôtov a rezistorov na jej dokončenie. Obvod začína odoslaním energie do fotobunky, ktorá potom odčíta množstvo svetla, ktoré ju obklopuje. Tieto informácie sa prenášajú na analógový pin A0, vďaka ktorému sú čitateľné pre dosku Basys. Základná doska potom vezme tieto informácie, začne počítať a vyšle signál, aby sa LED dióda zapla.

Arduino kód

Samotný kód Arduino komunikuje s doskou Basys odoslaním signálu, keď je svetlo obklopujúce zariadenie tmavšie ako stanovená prahová hodnota. Tento signál vyvolaný tmavou miestnosťou s LED diódou sa zapne. Experimentom sme zistili, že priemerný prah pre našu konkrétnu fotobunku v tmavých miestnostiach je 30 - 60. Každá fotobunka má inú citlivosť, takže ostatné fotobunky môžu mať iné prahové hodnoty. V našom publikovanom kóde sme urobili prah 100 na demonštračné účely.